[위즈덤 네이처] 암과 면역세포의 관계

[위즈덤 아고라 / 전서윤 기자] 인류를 수년간 괴롭혀 온 암. 암은 비정상적인 세포 성장으로 인하여 유발되는 질병으로 양성 종양과 악성 종양으로 구분된다. 양성 종양은 비교적 성장 속도가 느리며 전이되지 않지만 보통 우리가 암이라고 부르는 악성 종양은 성장 속도가 빠르며 신체의 다른 장기로 전이될 수 있다. 

아직까지 완벽한 치료법이 없어 암 환자는 다양한 치료과정을 거쳐야 한다. 실제로 2021년에 암으로 사망한 사람은 총 82,688명으로, 전체 우리나라 사망자(317,680명)의 26.0%을 차지하고 있다. 수술, 화학요법, 방사선 치료, 약물치료 등의 잘 알려진 치료 과정에서는 부작용이 발생하거나 면역계가 손상될 수도 있는데 이에 이런 문제들을 최소화여 치료 반응도와 삶의 질을 향상하고 치료 성과를 높여주는 ‘암 면역 치료’가 주목받고 있다.

지금까지 인류는 크게 1세대, 2세대, 3세대의 암 면역치료를 거쳐왔는데 1세대는 세포독성항암제, 2세대는 표적항암제, 그리고 3세대는 면역항암제로 불린다. 

1세대 항암제인 세포독성항암제는 빠르게 전이되는 암세포를 분열하는 목적으로 개발되었다. 하지만 이는 정상세포와 암세포를 확실하게 분별하지 못하여 일반세포들을 분열하는 경우가 많아 심각한 부작용을 일으키기도 했다. 반면, 2세대인 표적항암제는 일반 세포들과 암세포의 다른 점을 분석하여 암세포만 효과적으로 제거할 수 있는 방법으로 1세대의 부작용을 최소화했다. 하지만 이 또한 암이 재발하게 된다면 암세포들이 이러한 표적항암제에 내성을 가지기 때문에 제거되지 않는다. 만약 대부분의 암세포가 가지고 있는 특징을 분석하여 그 특징을 가진 세포만을 제거한다면 그 특징을 가지고 있지 않은 세포들이 증식을 하기 시작한다는 것이다. 마지막으로 3세대는 면역세포들을 억제하고 자라나는 암세포들을 이기기 위해 면역세포들을 보다 강화하여 암세포를 제거하는 방법이다.

항암 면역치료란 암 환자의 NK세포나 T세포와 같은 면역세포를 이용하여 암을 치료하는 방법이다. 우리 몸에는 수지상세포, 자연살해세포, T세포등의 면역세포가 있는데 수지상세포는 몸 안의 면역반응과 적응면역 둘 다 유도할 수 있는 세포고 자연살해세포는 몸 안이 암발생을 막는 핵심면역세포다. 또 T세포는 항원 특이적인 적응 면역을 주관하는 림프구다. 항암면역세포치료법은 우리 몸에 있는 수지상세포, 자연살해세포, T세포 등의 면역세포를 이용해 우리 몸 안의 면역반응을 불러일으켜 질병을 치료하는 방법이다. 면역세포들을 이용해서 암세포에게 공격당해 낮아진 우리 몸의 면역 기능을 강화시키는 치료법인 것이다.

면역세포를 분리하여 배양하며 항암면역세포치료제를 제조한 뒤에 치료제를 환자 몸에 다시 주입하는 방법으로 치료한다. 

바이러스 등 감염이 해결되면 면역세포는 활동을 멈춰야 몸이 정상상태로 돌아올 수 있다. 

T세포는 활성화와 비활성화가 돼야 하기에 세포표면에 여러 종류의 활성화 인자 수용체와 비활성화 인자 수용체를 발견하게 되는데 이때 암세포는 T세포의 공격을 피하기 위해서 T세포 비활성화 인자를 암세포 표면에 발현하여 T세포의 비활성화 인자 수용체에 결합하여 T세포를 비활성화시킨다. 면역관문억제제(immune checkpoint blocker)는 암세포의 비활성화 인자 또는 T세포의 비활성화 인자 수용체에 결합하여 T세포의 비활성화를 막아 다시 암을 공격하게 만드는 치료제로 최근 많은 약제가 개발되었고 성공적인 치료결과를 보이고 있다. 

한편, 최근 카이스트에서는 이 과정을 보다 쉽게 진행할 수 있게 해주는 단백질을 발굴했다. 이 표적 단백질은 조절 T세포를 골라 제거할 수 있게 도와주는데 이 조절 T세포는 암 종양 내 존재하면서 위와 같은 면역세포가 암세포를 제거하지 못하도록 하는 기능을 가지고 있다.

이 표적 단백질의 이름은 시캠1(CEACAM1)으로, 시캠1은 다른 조절 T세포에서는 발견되지 않았지만 암 종양 안에 있는 조절 T세포에서만 찾아볼 수 있다. 즉, CEACAM1을 발현시키는 종양 내 조절 T세포가 항종양 면역반응을 억제하는 주된 세포라는 것을 밝혀진 셈이다. 

시캠1을 조금 더 분석해 이를 선택적으로 제거할 수 있는 치료 전략을 세우면 항암면역치료제 개발에 활용할 수 있을 것으로 기대된다. 사실 암 종양 안에 있는 조절 T세포에 대해서는 많은 연구가 있었지만 아직 치료법을 찾지 못했었는데 이번에 발견된 시캠1이 조절 T세포의 면역치료법에 큰 힌트를 가져올 것이라고 예상된다. 

면역항암제는 보험적용이 안 되는 것이 많아 비싸고, 인위적으로 면역세포의 기능을 강화하는 것이기에 자가면역질환이 유도될 수 있다. 특히 PD-1 단백질 항체를 투여할 경우, 정상세포에 존재하는 PD-L1 단백질과의 결합이 차단되기 때문에 무차별적으로 정상세포를 공격할 수 있다. 그로 인해 염증성 장질환, 부종, 발열 등의 다양한 부작용이 발생할 수 있다.

[위즈덤 네이터]생명은 어떻게 시작하고 성장, 노화하며 죽을까요? 생명의 신비함을 이해하는 생화학. 다양한 영역에서 일어나는 모든 생화학적 반응에 대한 연구를 학생들이 쉽게 이해할 수 있도록 칼럼을 연재합니다. 위즈덤 아고라 전서윤 기자의 ‘위즈덤 네이처’로 생화확의 세계를 만나 보세요